(57)【要約】【課題】  磁気発生素子と磁気抵抗素子の入出力間に高絶縁性を持つリレーを提供。【解決手段】  磁気抵抗素子２と、抵抗素子５と、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６と、を備えた半導体装置１であって、磁力発生素子３及び磁気抵抗素子２とを対向配置すると共に、これらの間に高絶縁材料４を配置し、磁気抵抗素子２はエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のゲート・ソース間に接続され、抵抗素子５の一方はエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のゲートに接続され、他方は所定の正電位を有する端子に接続されものである。【選択図】図２
2006012567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗素子と、抵抗素子と、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴと、を備えた半導体装置であって、磁力を派生させる磁力発生素子と、高絶縁材料と、を有し、該磁力発生素子及び前記磁気抵抗素子とを対向配置すると共に、これらの間に前記高絶縁材料を配置し、該磁気抵抗素子は前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間に接続され、前記抵抗素子の一方は前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、他方は所定の正電位を有する端子に接続されものである半導体装置。
【請求項２】
磁気抵抗素子と、抵抗素子と、ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴと、を備えた半導体装置であって、磁力を派生させる磁力発生素子と、高絶縁材料と、を有し、該磁力発生素子及び前記磁気抵抗素子とを対向配置すると共に、これらの間に前記高絶縁材料を配置し、該磁気抵抗素子は前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間に接続され、前記抵抗素子の一方は前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、他方は所定の負電位を有する端子に接続されものである半導体装置。
【請求項３】
磁気抵抗素子と、抵抗素子と、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴと、を備えた半導体装置であって、磁力を派生させる磁力発生素子と、高絶縁材料と、を有し、該磁力発生素子及び前記磁気抵抗素子とを対向配置すると共に、これらの間に前記高絶縁材料を配置し、前記磁気抵抗素子の一方は前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、前記抵抗素子は、一方の端子を前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、他方の端子を所定の正電位を有する端子に接続され、前記コンデンサの一方は前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、他方は前記磁気抵抗素子の他方に接続されものである半導体装置。
【請求項４】
磁気抵抗素子と、抵抗素子と、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴと、を備えた半導体装置であって、磁力を派生させる磁力発生素子と、高絶縁材料と、を有し、該磁力発生素子及び前記磁気抵抗素子とを対向配置すると共に、これらの間に前記高絶縁材料を配置し、前記磁気抵抗素子の一方は前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、前記抵抗素子は、一方の端子を前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続し、他方の端子を所定の正電位を有する端子に接続し、前記ダイオードのアノードを前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのソースに接続し、カソードを前記磁気抵抗素子の他方に接続するものである半導体装置。
【請求項５】
磁気抵抗素子と、抵抗素子と、ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴと、を備えた半導体装置であって、磁力を派生させる磁力発生素子と、高絶縁材料と、を有し、該磁力発生素子及び前記磁気抵抗素子とを対向配置すると共に、これらの間に前記高絶縁材料を配置し、前記磁気抵抗素子の一方は前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、前記抵抗素子は、一方の端子を前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、他方の端子を所定の負電位を有する端子に接続され、前記コンデンサの一方は前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、他方は前記磁気抵抗素子の他方に接続されものである半導体装置。
【請求項６】
磁気抵抗素子と、抵抗素子と、ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴと、を備えた半導体装置であって、磁力を派生させる磁力発生素子と、高絶縁材料と、を有し、該磁力発生素子及び前記磁気抵抗素子とを対向配置すると共に、これらの間に前記高絶縁材料を配置し、前記磁気抵抗素子の一方は前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、前記抵抗素子は、一方の端子を前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、他方の端子を所定の負電位を有する端子に接続され、前記ダイオードのアノードは前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、カソードは前記磁気抵抗素子の他方に接続されものである半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗素子を備えた半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体装置としては、図７に示すようなものがある。この半導体装置１０１は、光結合型のもので入力側には光を発生させるＬＥＤ（発光素子）１０２を備え、出力側には光を受光することによって、起電力、ならびに電流を発生させることができる受光部（受光素子）１０３を備えることにより、光結合型の半導体装置１０１を形成している。この半導体装置１０１は、光結合を行っているため、ＬＥＤと受光部の間には光を透過させる必要があり、そのため光が透過可能な透明樹脂１０４が発光素子と受光素子の間に封入されている。
【０００３】
ところで、最近、電子機器の高信頼化に伴い電子部品の高信頼化、例えば、ＬＥＤ（発光素子）１０２と受光部（受光素子）１０３間の入出力間の絶縁性に優れた信頼性の高い半導体装置の要望が高まっている。
【０００４】
しかしながら、上述した光結合型の半導体装置では、入力側の発光素子で発生した光を、出力側の受光素子で受光する必要があるため、入出力間には光を透過させるために透明樹脂を封入する必要があり、透明樹脂の絶縁性には限界があるため、入出力間の絶縁には上限があった。
【０００５】
また、光結合型ではなく磁気抵抗を用いた装置として、従来から特開平１１−３１２４４７号公報に記載されているものがある。このものは、近接センサ２０１であり、半導体磁気抵抗素子２０２に直列に抵抗素子２０６が接続されている。磁気抵抗素子２０２と抵抗素子２０６のそれぞれの一端は増幅用トランジスタ２０７のベースに接続され、磁気抵抗素子２０２の他端はトランジスタ２０７のエミッタに接続され、抵抗素子２０６の他端はトランジスタ２０７のコレクタに接続されている。この装置は、例えば、検知物である鋼球２１１が図８の矢印の方向に移動した場合、鋼球２１１により発生した磁力が磁気抵抗素子２０２の抵抗値を変化することによりトランジスタ２０７が動作するものである。この場合の抵抗素子２０６は、トランジスタ２０７の動作電圧を調整するためのものであり、広範囲の温度領域（例えば、−１０℃〜＋７０℃）で、トランジスタ２０７のベース・エミッタ間電圧がトランジスタ２０７の動作電圧及び感度の各温度特性に合うような抵抗温度係数を有し、部品点数を削減でき、かつ、広い動作温度範囲を有するためのものである。
【０００６】
しかし、磁気抵抗を用いた装置も、磁気抵抗素子２０２と、鋼球２１１が発生した磁力の間には樹脂などの絶縁物がなかった。
【特許文献１】特開平１１−３１２４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、磁気発生素子と式抵抗素子の入出力間に高絶縁性を持つリレーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願発明は、磁気抵抗素子と、抵抗素子と、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴと、を備えた半導体装置であって、磁力を派生させる磁力発生素子と、高絶縁材料と、を有し、該磁力発生素子及び前記磁気抵抗素子とを対向配置すると共に、これらの間に前記高絶縁材料を配置し、該磁気抵抗素子は前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間に接続され、前記抵抗素子の一方は前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、他方は所定の正電位を有する端子に接続されものである。
【０００９】
また、磁気抵抗素子と、抵抗素子と、ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴと、を備えた半導体装置であって、磁力を派生させる磁力発生素子と、高絶縁材料と、を有し、該磁力発生素子及び前記磁気抵抗素子とを対向配置すると共に、これらの間に前記高絶縁材料を配置し、該磁気抵抗素子は前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間に接続され、前記抵抗素子の一方は前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、他方は所定の負電位を有する端子に接続されことが好ましい。
【００１０】
また、磁気抵抗素子と、抵抗素子と、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴと、を備えた半導体装置であって、磁力を派生させる磁力発生素子と、高絶縁材料と、を有し、該磁力発生素子及び前記磁気抵抗素子とを対向配置すると共に、これらの間に前記高絶縁材料を配置し、前記磁気抵抗素子の一方は前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、前記抵抗素子は、一方の端子を前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、他方の端子を所定の正電位を有する端子に接続され、前記コンデンサの一方は前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、他方は前記磁気抵抗素子の他方に接続ことが好ましい。
【００１１】
また、磁気抵抗素子と、抵抗素子と、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴと、を備えた半導体装置であって、磁力を派生させる磁力発生素子と、高絶縁材料と、を有し、該磁力発生素子及び前記磁気抵抗素子とを対向配置すると共に、これらの間に前記高絶縁材料を配置し、前記磁気抵抗素子の一方は前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、前記抵抗素子は、一方の端子を前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続し、他方の端子を所定の正電位を有する端子に接続し、前記ダイオードのアノードを前記エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴのソースに接続し、カソードを前記磁気抵抗素子の他方に接続することが好ましい。
【００１２】
また、磁気抵抗素子と、抵抗素子と、ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴと、を備えた半導体装置であって、磁力を派生させる磁力発生素子と、高絶縁材料と、を有し、該磁力発生素子及び前記磁気抵抗素子とを対向配置すると共に、これらの間に前記高絶縁材料を配置し、前記磁気抵抗素子の一方は前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、前記抵抗素子は、一方の端子を前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、他方の端子を所定の負電位を有する端子に接続され、前記コンデンサの一方は前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、他方は前記磁気抵抗素子の他方に接続ことが好ましい。
【００１３】
また、磁気抵抗素子と、抵抗素子と、ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴと、を備えた半導体装置であって、磁力を派生させる磁力発生素子と、高絶縁材料と、を有し、該磁力発生素子及び前記磁気抵抗素子とを対向配置すると共に、これらの間に前記高絶縁材料を配置し、前記磁気抵抗素子の一方は前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、前記抵抗素子は、一方の端子を前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、他方の端子を所定の負電位を有する端子に接続され、前記ダイオードのアノードは前記ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、カソードは前記磁気抵抗素子の他方に接続ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明の半導体装置によれば出力間に絶縁性の高い物質を挿入することにより、入出力間に高い絶縁性を持たせることが可能であり、信頼性が高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１及び図２は、第1の実施形態の半導体装置１である。図１は、第1の実施形態に係る半導体装置１の概略構成図である。図２は、同上の半導体装置１の回路図である。このものは、磁気抵抗素子２と、抵抗素子５と、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６と、磁力を派生させる磁力発生素子３と、高絶縁材料４と、を備え、磁力発生素子３及び磁気抵抗素子４とを対向配置すると共に、これらの間に高絶縁材料４を配置し、磁気抵抗素子２はエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のゲート・ソース間に接続され、抵抗素子５の一方はエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のゲートに接続され、他方は所定の正電位を有する端子に接続されものである。
【００１６】
このように構成された半導体装置１は、周囲の磁場が無い場合は、磁気抵抗素子の抵抗値は小さく、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のゲートにＭＯＳＦＥＴ６をオンさせるだけの十分な正電圧がかからない。反対に磁気抵抗素子の周囲の磁場が大きい場合は、磁気抵抗素子の抵抗値が大きくなり、ＭＯＳＦＥＴ６のゲートには抵抗と磁気抵抗素子２の抵抗の比率に応じて電圧が分圧され、ＭＯＳＦＥＴ６のゲートに充分な正電圧がかかるため、ＭＯＳＦＥＴ４をオンさせることができる。
【００１７】
従って、磁気抵抗素子２と磁力発生素子３との間に絶縁性の高い高絶縁材料４を挿入することにより、入出力間に高い絶縁性を持たせることできる。
【００１８】
なお、磁気抵抗素子２と磁力発生素子３との間に放熱性の高い物質を封入することにより、良好な温度特性を持たせることができる。
【００１９】
図１、図３は、第２の実施形態の半導体装置１である。図３は、同上の半導体装置１の回路図である。このものは、磁気抵抗素子２と、抵抗素子５と、ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴ７と、磁力を派生させる磁力発生素子３と、高絶縁材料４と、を備え、磁力発生素子３及び磁気抵抗素子４とを対向配置すると共に、これらの間に高絶縁材料４を配置し、磁気抵抗素子２はディプテッション型のＭＯＳＦＥＴ７のゲート・ソース間に接続され、抵抗素子５の一方はディプテッション型のＭＯＳＦＥＴ７のゲートに接続され、他方は所定の負電位を有する端子に接続されるものである。
【００２０】
このように構成された半導体装置１は、回路を接続することにより、周囲の磁場が無い場合は、磁気抵抗素子の抵抗値は小さく、ディプレッション型のＭＯＳＦＥＴ５のゲートにＭＯＳＦＥＴ５をオフさせるだけの十分な負電圧がかからない。反対に磁気抵抗素子の周囲の磁場が大きい場合は、磁気抵抗素子は抵抗値が大きくなり、ＭＯＳＦＥＴ５のゲートには抵抗と磁気抵抗素子の抵抗の比率に応じて電圧が分圧され、ゲートに充分な負電圧がかかるため、ＭＯＳＦＥＴ５をオフさせることができる。
【００２１】
従って、磁気抵抗素子２と磁力発生素子３との間に絶縁性の高い高絶縁材料４を挿入することにより、入出力間に高い絶縁性を持たせることできる。
【００２２】
なお、磁気抵抗素子２と磁力発生素子３との間に放熱性の高い物質を封入することにより、良好な温度特性を持たせることができる。
【００２３】
図１、図４は、第３の実施形態の半導体装置１である。図４は、同上の半導体装置１の回路図である。このものは、磁気抵抗素子２と、抵抗素子５と、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６と、磁力を派生させる磁力発生素子３と、高絶縁材料４と、コンデンサ８と、を備え、磁力発生素子３及び磁気抵抗素子４とを対向配置すると共に、これらの間に高絶縁材料４を配置し、磁気抵抗素子２の一方はエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のゲートに接続され、抵抗素子５は、一方の端子をエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のゲートに接続され、他方の端子を所定の正電位を有する端子に接続され、コンデンサ８の一方はエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のソースに接続され、他方は磁気抵抗素子２の他方に接続されものである。
【００２４】
このように構成された半導体装置１は、磁気抵抗素子２とエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のソースの間にコンデンサ８接続することにより、リーク電流を小さくすることができる。
【００２５】
なお、図示はしないが、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６の代わりに、ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴ７を接続しても良い。この場合、抵抗素子５の、一方の端子をエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のゲートに接続され、他方の端子を所定の負電位を有する端子に接続するとよい。
【００２６】
図１、図５は、第４の実施形態の半導体装置１である。図５は、同上の半導体装置１の回路図である。このものは、磁気抵抗素子２と、抵抗素子５と、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６と、磁力を派生させる磁力発生素子３と、高絶縁材料４と、を備え、磁力発生素子３及び磁気抵抗素子４とを対向配置すると共に、これらの間に高絶縁材料４を配置し、磁気抵抗素子２の一方はエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のゲートに接続され、抵抗素子５は、一方の端子をエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のゲートに接続し、他方の端子を所定の正電位を有する端子に接続し、ダイオード９のアノードをエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のソースに接続し、カソードを磁気抵抗素子２の他方に接続するものである。
【００２７】
このように構成された半導体装置１は、磁気抵抗素子２とエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のソースの間にダイオード９を接続することにより、リーク電流を小さくすることができる。
【００２８】
なお、図示はしないが、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６の代わりに、ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴ７を接続しても良い。この場合、抵抗素子５の、一方の端子をエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６のゲートに接続され、他方の端子を所定の負電位を有する端子に接続するとよい。
【００２９】
図６は、上述した第１の実施形態から第４の実施形態までの回路を同一のパッケージに内蔵した一例である。この場合の制御回路１０は、例えば、第１の実施形態では、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６と、抵抗素子５と、である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の回路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の回路図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の回路図である。
【図６】本発明の実施形態に係る半導体装置を同一のパッケージにした場合の概略ブロック図である。
【図７】従来の半導体装置の概略断面図である。
【図８】特開平１１−３１２４４７号公報に記載された近接センサの回路図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    半導体装置
２    磁気抵抗素子
３    磁力発生素子
４    高絶縁材料
５    抵抗素子
６    エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ
７    ディプテッション型のＭＯＳＦＥＴ
８    コンデンサ
９    ダイオード
【図１】
2006012567.tif 000003
【図２】
2006012567.tif 000004
【図３】
2006012567.tif 000005
【図４】
2006012567.tif 000006
【図５】
2006012567.tif 000007
【図６】
2006012567.tif 000008
【図７】
2006012567.tif 000009
【図８】
2006012567.tif 000010